תאורת לדים במארז
חלק I - לדים
אתחיל בהסבר שמטרתו לכסות את כל הידע שיהיה דרוש לכם להפעלת והבנת הלד, גם לפרויקט זה וגם לשם כל שימוש אחר. תחילה אפרט על ההתקן הנקרא לד וכיצד הוא עובד ולאחר מכן אמשיך בהסבר על סוגי החיבורים השונים והחישובים הרלוונטיים.
א) לד - מהו ?
הלד הוא התקן תאורה הבנוי סביב עיקרון פשוט המתקיים במוליכים למחצה, על מנת להבין אותו נתחיל בהסבר קצר על מוליכים למחצה.רוב הלדים היום מבוססים על תרכובת אלומיניום-גאליום-ארסן (או AlGaAs בשפה כימית פשוטה) שהיא תרכובת בה כל האטומים קשורים בצורה מושלמת לשכניהם כך שאין שום אלקטרונים חופשיים המסוגלים להוליך, כך שבצורתה הטהורה תרכובת זו היא מבודד מושלם.לחומר זה מוסיפים חומרים שונים בתהליך הנקרא "זיהום" (doping). החומרים הללו גורמים לאיבוד האיזון המושלם הקיים בתרכובת המקורית וכך יכולים לגרום לאחד משני מצבים - או שישנם אלקטרונים "מיותרים" וחופשיים בתרכובת החדשה או שישנם אלקטרונים חסרים (מצב הנקרא "חורי הולכה" או בקיצור "חורים") - שני מצבים אלו גורמים לתרכובת החדשה להוליך זרם חשמלי.חומר המזוהם כך שיהיה לו עודף אלקטרונים נקרא חומר מסוג N (מהמילה Negative) מכיוון שכעת יש לו עודף אלקטרונים (בעלי מטען שלילי) וחומר המזוהם כך שייווצרו חורים נקרא חומר מסוג P (מהמילה Positive) מכיוון שכעת יש לו עודף פרוטונים (בעלי מטען חיובי).דיודה היא התקן המורכב משני חומרים שכאלה (P ו-N) המחוברים אחד לשני ובצידיהם לאלקטרודות. כאשר האלקטרודות אינן מחוברות למתח נמשכים האלקטרונים מחומר N לפרוטונים מחומר P ולהיפך, תהליך זה מתרחש בעיקר לאורך ה"צומת" בין שני החומרים. מכיוון שכעת באזור הצומת אין יותר אלקטרונים או פרוטונים חופשיים, חזרה שם התרכובת למצבה המקורי, לפני הזיהום, וכעת אינה מוליכה כלל. איזור זה לאורך הצומת ובמרחק מה ממנה נקרא "איזור הריקון" (Depletion Zone).
כאשר נחבר מתח לדיודה בכיוון הנכון (נקרא forward biasing) - הדק שלילי של המתח לחומר N והדק חיובי של מתח לחומר P - נגרום לכל אחד מהמטענים להדחות מההדק המתאים ולעבור לצד השני וכך יזרום זרם חשמלי (של מטען) בחומר.
לעומת זאת כאשר ננסה לחבר את הדקי המתח הפוך (הדק חיובי לחומר N והדק שלילי לחומר P) ימשוך כל הדק את המטען ההפוך לו והמטענים פשוט יצטברו ליד ההדק המתאים ולא יעבור כל זרם חשמלי בצומת.
ציטוט ההודעה
